Морозов Александр Прокопьевич к т. н., доцент кафедры «Теплотехнических и энергетических систем»




Сторінка11/14
Дата конвертації18.04.2016
Розмір2.88 Mb.
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14

7.1. Конструкции трубчатых озонаторов с барьерным разрядом

Классический трубчатый озонатор содержит (рис. 10) трубку 1 из алюминия или из нержавеющей стали, охваченную с зазором стеклянной трубкой 2 (стекло типа «ипрекс» толщиной 2 мм).



Изолятор 3, фиксирующий трубку 1, выполняется из тефлоновых (полихлорвиниловых) колец. Оптимальный разрядный зазор 1÷3 мм, определяется из расчета 1 мм на каждые 5 кВ (для f = 50 Гц). Вторым электродом, подключенным к источнику питания, является медная (алюминиевая) фольга 5, обернутая вокруг стеклянной трубки.

Диэлектрический элемент для озонаторов (пат. 3671417 США, С01В 13/12, опубл. 20.06.1972) выполнен в виде цилиндра 1 (рис. 11), внутри которого укреплен металлический электрод 2, не доходящий до торцов 1. Контакт между 2 и высоковольтным вводом 3 осуществляется с помощью проволочной щетки 4. Внутренняя полость 1 с одного конца (предпочтительно со стороны поступающего газа) плотно закрыта пробкой 5 с центральным каналом для прохода ввода 3. Диаметр этого канала несколько больше, чем диаметр ввода 3 и таким образом образуется кольцевой канал, по которому в полость 1 поступает некоторое количество воздуха (O2). Этот газ вентилирует полость и уносит с собой выделяющееся здесь тепло.

Пробка 5 имеет сложный про филь наружной поверхности, для того чтобы избежать перекрытие ее разрядом от высоковольтного электрода. Диэлектрическая труба центрируется с помощью кольцевых вставок 6 в наружной заземляющей металлической трубке 7, окруженной охлаждающей водяной рубашкой.

Озонатор (пат. 48-12319 Японии, С01В 13/12, опубл. 19.04.1973) состоит из заземленного металлического корпуса 1 (рис. 12), стеклянного диэлектрического цилиндра 2 и внутреннего высоковольтного электрода 3, питаемого по проводу 4 через пружинный контакт 5. Внутренняя полость электрода 3 заполнена фильтрующей массой 6. Воздух подается через отверстие 7, очищается на фильтре, озонируется, проходя по кольцевому пространству между 1 и 2, а озонированный воздух отводится через штуцер 8.

Для получения озона с низкой концентрацией, в качестве разрядного элемента можно использовать радиочастотный коаксиальный кабель с воздушным каналом (а. с. 564258 СССР, С01В 13/11, опубл. 1977), содержащий токопроводящую жилу 1 (рис. 13), электроизоляционную оболочку 3, спираль 4 из полимерного материала, центрирующую токопроводящую жилу, экранирующую оплетку 5 из токопроводящего материала и электроизоляционную оболочку 2.



Высокое напряжение подают на электрод в виде токопроводящей жилы при соединении с источником переменного тока высокого напряжения, а экранирующую оплетку заземляют. Осушенный воздух подают между токопроводящей жилой и электроизоляционной оболочкой. При необходимости озонирующий электрод можно охлаждать погружением в проточную воду. Например, кабели с полиэтиленовой изоляцией длиной l = 600 мм при частоте f = 2 кГц и изменении напряжения U = 15 кВ, обеспечивают выход озона 0,050,73 г O3/ч при разрядном токе J = 2,38,3 А. Гибкость кабеля позволяет придавать разрядному элементу U-образную или спиралевидную форму, выполняя компактную конструкцию.

Озонатор с трубчатым элементом (заявка 2606731 ФРГ, С01В 13/11, опубл. 25.08.1977) состоит из центральной металлической трубки 1 (рис. 14), например алюминиевой, покрытой снаружи электроизоляционным материалом, стойким к О3.

На трубку 1 наложена одно- или многозаходная спираль 2 из неэлектропроводной ленты, а поверх нее плотно одета труба 3 из металлической сетки, также покрытой слоем неэлектропроводного материала. Все это заключено в стеклянную трубку 4, снаружи обернутую слоем 5 алюминиевой фольги. Поверх фольги вдоль элемента вплотную друг к другу уложены ребристые секторы 6, стянутые по концам трубы ленточными и проволочными хомутами и в совокупности образующие продольное оребрение, обеспечивающее эффективное охлаждение элемента. Озонируемый воздух проходит в спиральных каналах между 1 и 3. Для лучшего охлаждения воду можно подавать внутрь трубки 1.

Высокочастотный озонатор (а. с. 597173 СССР, С01В 13/10, опубл. 25.02.1979) состоит из корпуса 1 (рис. 15), обечайка 2 которого образует с низковольтным электродом 3 рубашку для протекания охлаждающей жидкости с двумя штуцерами: входным 4 и выходным 5.

На внутреннюю поверхность 3 наносится слой силикатной эмали или иной диэлектрический материал и концы его делают закругленными с тем, чтобы избежать электрического пробоя диэлектрика и устранить краевые эффекты. Высоковольтный электрод выполнен из цилиндрической трубки 6 и наконечника 7. Внутри наконечника установлена трубка 8 для подачи охлаждающей жидкости, заканчивающаяся на одном конце штуцером 9, а на другом – штыреобразной заглушкой 10, и имеющая отверстия 11, для протока воды. Посредством заглушки 10, гайки 12 и прижима 13 обе части высоковольтного электрода сжимаются через уплотнительные шайбы. Гайка 12 находится в углублении центрирующего вкладыша 14 из диэлектрического озоностойкого материала. На наконечнике 7 установлен высоковольтный изолятор 15, уплотненный в корпусе 1 посредством фланца 16 и прокладки 17. На изоляторе 15 смонтирована головка 18 с штуцером 19. При этом через штуцеры 9 и 19 подается и отводится жидкость, охлаждающая высоковольтный электрод. В данной конструкции озонатора обеспечиваются благоприятные условия охлаждения с получением высокого выхода озона и возможность быстрой и легкой замены высоковольтного электрода.

Озонатор (а. с. 994398 СССР, С01В 13/10, опубл. 05.12.1980) содержит корпус с трубами подвода и отвода газа, а также трубчатые, конические и коаксиально расположенные электроды, установленные с возможностью передвижения относительно друг друга. Причем для улучшения эксплуатации, путем достижения максимальной производительности озонатора в пределах изменения электрического потенциала на электродах, внутренний электрод выполнен с камерой приема газа, в которой установлена на некотором расстоянии от ее стенок труба подвода газа, и снабжен подпружиненным штоком с направляющими втулками. При этом труба подвода может быть, выполнена с боковым отверстием, а корпус снабжен установленным соосно отверстию трубы винтом для регулирования сечения отверстия.

Трубчатый разрядный элемент для озонатора (пат. 104684 Польша, С01В 13/11, опубл. 29.02.1980) в многоэлементном исполнении, выполнен так, что съемные высоковольтные электроды изготовлены в виде труб из диэлектрического материала, выложенных изнутри электропроводящим слоем, например, металлической фольгой. Контакт между вводимым внутрь электрода проводом от высоковольтного трансформатора и металлической фольгой осуществляют посредством эластичного элемента, например, пучка проволок, за счет упругих сил. Поэтому замена неисправного высоковольтного электрода не требует разъединения сложных контактов и может быть осуществлена без разборки аппарата.

Озонатор (заявка 55-109206 Япония, С01В 13/11, опубл. 22.08.1980), для повышения производительности, выполнен из высоковольтного электрода 1 (рис. 16), примыкающего к внутренней поверхности диэлектрической трубы 2 (стеклянной и т.п.) и низковольтного электрода 3, в кольцевом зазоре 4 между которыми возникает тихий электрический разряд.

Через зазор 4 пропускается поток воздуха. Внутренняя поверхность электрода 3 покрыта слоем изоляционного материала 5 с большим числом мелких сквозных отверстий 6 (например, выполнена из жидкого стекла). При тех же напряжениях и частоте, возрастает мощность разряда и производительность озонатора.

Генератор озона (пат. 4234800 США, С01В 13/11, опубл. 18.11.1980) включает центральный трубчатый электрод, выполненный из металла устойчивого к О2 и О3 (нержавеющая сталь) и охлаждаемый жидкостью, который окружен трубчатым диэлектрическим элементом (из стекла, керамики, фарфора), имеющим на своей наружной поверхности второй трубчатый металлический электрод (например, в виде пленки из Ag, Cu или Al), причем оба электрода заключены в трубчатый диэлектрический кожух. По теоретическим соображениям выход О3 уменьшается с увеличением отношения мощности разряда к расходу воздуха. Для предупреждения этого возможна рециркуляция части потока озонированного воздуха на вход в озонатор.

Озонатор (пат. 4232229 США, С01В 13/12, опубл. 4.11.1980, приор. 13.02.1978, № 53-15129 Японии, фирма Мицубиси Денки) имеет цилиндрический высоковольтный электрод, состоящий из диэлектрической трубы 1 (рис. 17), выложенной изнутри металлической фольгой, к которой посредством проволочных контактов 3 подается напряжение от питающего провода 4.



Этот электрод вставлен в трубу 5, являющуюся частью заземлённого металлического корпуса 6 озонатора с рубашкой 7 для протока охлаждающей среды. Озонатор имеет металлической цилиндр 8 из перфорированного листа или сетки, снабженного множеством выступов, обращенных внутрь и наружу, которые надежно центрируют высоковольтный электрод относительно корпуса и обеспечивают однородную ширину разрядного промежутка по всему озонатору. При этом достигаются лучшие условия для разряда, более высокие выход озона и его концентрация.

Многоэлементный озонатор (пат. 2853749 ФРГ, С01В 13/11, опубл. 14.05.1981, фирма Манесман Демаг), например кожухотрубчатого типа, имеет разрядный элемент, состоящий из наружного металлического трубчатого заземленного электрода 1 (рис. 18), трубы 2 из диэлектрического материала, центрированной в электроде 1 посредством фиксирующих выступов 3, и высоковольтного электрода 4, выполненного в виде обкладки из фольги на внутренней поверхности трубы 2.

Причем в цепи питания электрода 4, между контактным звеном, в виде металлической щетки 5, и присоединительной шайбой 6 вмонтировано устройство для ограничения тока через разрядный элемент или его отключения в случае, если ток превысит допустимый уровень, например, при возникновении дуги, коротком замыкании и др. Это устройство включает резистор 7, например, полупроводник, и плавкий предохранитель 8.

Газоразрядный элемент озонатора (а. с. 1414772 СССР, С01В 13/11, опубл. 05.01.1984) содержит коаксиально расположенные цилиндры - внешний металлический и внутренний диэлектрический, заполненный жидкостью, и средство для регулирования объема жидкости, причем для уменьшения удельных энергозатрат, средство регулирования объема жидкости представляет собой поршень со штоком, при этом шток выполнен полым с расширителем в месте присоединения к поршню, а в расширении имеет перфорацию (рис. 19).

Разрядный электрод озонатора (а. с. 214365 ЧССР, C01B 13/11, опубл. 01.06.1984) состоит из двух концентрично расположенных трубок, причем внешняя - из диэлектрика, имеет на концах отверстия для входа воздуха или кислорода и выхода озона. Централизующе-герметизационными прокладками трубка закреплена на внутреннем электроде из нержавеющей стали, внутри которого протекает вода для отвода тепла. На внешней поверхности внешнего электрода при помощи гильз закреплена металлическая фольга, к которой подводится высокое напряжение. Концы внутренней трубки, выступающие из внешней трубки, снабжены крепежными элементами для подвода воды.

Озонатор (заявка 2560867 Франции, C01B 13/11, опубл. 13.09.1985) состоит из концентрических трубок длиной 1 м: керамической трубки с толщиной стенки 4 мм с металлизированной внутренней поверхностью, являющейся электродом высокого напряжения, а также наружной металлической трубки - являющейся электродом низкого напряжения. Воздушный разрядный зазор составляет — 0,61,5 мм. Между электродами на концах трубок закреплены заглушки из электроизоляционного материала и выполнены камеры с патрубками для подачи воздуха и вывода О3. Снаружи электроды закрыты заземленной металлической оболочкой. При этом по сравнению с электродом высокого напряжения из стекла потребляется на 20 % меньше энергии и производится в 3 раза больше О3.

Озонатор (пат. 4696800, США, C01B 13/11, опубл. 29.09.1987) содержит высоковольтный трансформатор 1 (рис. 20), закрытый кожухом 2 с фигурным изолятором 3. На изоляторе установлен металлический заземленный электродный стакан 4, внутри которого располагается диэлектрическая стеклянная разрядная цилиндрическая колба 5. На внутреннюю поверхность колбы нанесен проводящий слой 6, а в зазоре установлены фиксирующие элементы 8. Высоковольтный вывод 9 соединен с проводящим слоем 6 металлической щеткой 10. В зазоре 7 между колбой 5 и стаканом 4 возникает тихий электрический разряд, и воздух озонируется, проходя через зону разряда.



В озонаторе (а. с. 242086 ЧССР, C01B 13/11, опубл. 01.02.1988) используется центрирующая направляющая электрода озонатора, состоящего из двух соосно расположенных трубок: внутренней из электроизоляционного материала и внешней металлической, которая является электродом. Внешняя трубка с обоих концов закрыта конической трубкой с отбортовкой, причем во втулке выполнено отверстие, через которое проходит внутренняя трубка. Отверстие имеет профилированные формы, что позволяет точно фиксировать внутреннюю трубу и электрод.

Электрод для генерации озона (заявка 1290504 Японии, C01B 13/11, опубл. 22.11.1989) содержит полый цилиндр 1 (рис. 21) из диэлектрика (стекла, глинозема), который заливается в блок 2 из алюминия (или его сплава).

По оси цилиндра 1 располагается проволочный разрядный электрод 3, к которому прикладывается переменное напряжение. Между 2 и 3 возникает разряд с образованием О3 внутри цилиндра 1. Причем выделяющееся тепло передается блоку 2 и рассеивается в окружающей среде.

Модульный принцип конструкции используется в устройстве для получения озона (пат. 677356 Швейцарии, С01В 13/11, опубл. 07.03.1989). При этом каждый модуль представляет собой металлический корпус (алюминевый) прямоугольной формы, содержащий стеклянные (или из другого материала диэлектрической природы) трубки, с помещенными внутри каждой из них электродами, в виде двух стальных проволок. Пространство между трубками и стенками корпуса заполнено тепло- и электропроводным материалом (оловом, раствором NaCl), являющимся внешним электродом. Разрядным каналом яляется объем между внутренними стенками трубок и стальными проволоками.

В генераторе озона (заявка 1290503 Японии, C01B 13/11, опубл. 22.11.1989), на наружной поверхности полого диэлектрического цилиндра 1 (рис. 22), например, из стекла, смолы, керамики, находится металлический электрод 2, расположенный в средней части 1.



Вдоль внутренней поверхности 1, расположены проволочные электроды 3 из нержавеющей стали или вольфрама. На внутренней поверхности 1 возникает коронный электрический разряд.

Озонатор (заявка 1188408 Японии, C01B 13/11, опубл. 27.07.1989) имеет разрядный элемент в виде керамической трубки 1 (рис. 23), например, из Al2O3, на наружной поверхности которой расположен электрод 2.

Разрядный электрод 3 представляет собой плоскую металлическую ленту, которая располагается в осевом направлении по диаметру трубки 1. Между электродами 2 и 3 создается высокая разность потенциалов с возникновением электрического разряда. Озонируемый кислород (воздух) подают внутрь трубки 1.

Использование озона повышенного давления увеличивает скорость его растворения в воде и повышает эффективность гетерофазных химических реакций в реакторах, однако в озонаторах с гладкими электродами получение озона возможно только при давлении не выше 0,20,3 МПа. Для повышения давления получаемой озон-воздушной смеси можно использовать электроды с рифлеными поверхностями (а. с. 430641 СССР, С01В 13/12, опубл. 1974) При этом на вершинах рифлений накапливаются заряды и первоначальный пробой происходит из-за местного повышения напряженности электрического поля в этих местах, а затем пробой распространяется по всей поверхности электрода. Глубина рифлений составляет 0,051 мм с различной формой, например, с косой накаткой.

Озонатор-стерилизатор для медицинских целей (пат. 4966666 США, B01J 19/08, C01B 13/11, опубл. 30.10.1990), предназначен для стерилизации воды и обработки медицинских инструментов. Повышение генерирования озона из кислорода выше 2 %-ной концентрации затруднено, в связи со сложностями создания электрических полей с высокой напряженностью, т. к. для удаления всех электронов из атома О2 требуется энергия - 55 эВ. Для повышения выхода О3 в 56 раз необходимо создавать местные напряженности электрических полей с помощью фокусировки. Установка содержит реакционную колонку 1 (рис. 24), внутри которой проходит стержневой электрод 2 диаметром 2,75 мм, подключенный к источнику высокого напряжения 3 (350 кВ) и изолированный изоляторами 4 и 5.



Наружный электрод 6 из меди или алюминия, покрыт изнутри слоем платины 7. Внутри электрода 6 находится изолятор 8 в виде шнека из тефлона с керамическим наполнителем. Наличие канавки с радиусом 3,12 мм и глубиной D = 2,97 мм при минимальном диаметре шнека S = 2,39 мм, позволяет сфокусировать электрическое поле до напряженности - 168 кВ/мм. Кислород подается из баллона 9 компрессором 10 в камеру 11 и по винтовой канавке проходит вверх, через реакционную колонку 1, в зону коронного (барьерного) разряда. Озоно-кислородную смесь через патрубок 12 поступает в стерилизационную камеру 13. Выход по О3 резко увеличивается при напряжении U > 175 кВ и достигает 1415 % при U = 325 кВ. В установке имеются датчики температуры и концентрации О3, т.к. при температуре t > 100C он разлагается до О2, а при концентрации > 15 % - взрывается. Рациональная концентрация достигается с выходом О3 - 10 %.

Озонатор (пат. 676710 Швейцарии, С01В 13/11, опубл. 28.02.1991) включает две металлические концентрические трубки разного диаметра, являющиеся электродами, между которыми имеется кольцевой зазор, служащий разрядным промежутком. Причем, обращенные к нему поверхности труб покрыты слоем эмали. При этом внутренняя труба покрыта двумя слоями: первый слой, обращенный к разрядному промежутку — из эмали, содержащей Fe или Co, с небольшой диэлектрической постоянной   6, а второй внутренний слой — из эмали содержащей Ti (TiO2) c   10. Толщина первого слоя — 50150 мкм, второго — 200 мкм  1 мм. Наружная труба покрыта изнутри эмалью толщиной примерно 1 мм. Данный озонатор имеет высокую производительность при компактной конструкции и тонком слое диэлектрика.

Газоразрядный щелевой реактор для получения озоновоздушных смесей (пат. 2047555 России, С01В 13/11, опубл. 05.01.1992), содержащий внутренние и наружные охлаждаемые электроды, установленные с зазором друг к другу и разделенные диэлектрическим барьером, а также каналы подвода и отвода газа, дополнительно снабжен водо-охлаждаемыми крышками теплообменника, уплотненными по всему периметру наружного электрода и образующими совместно с ним камеру охлаждения подводимого и отводимого газа, при этом на электродах могут быть выполнены канавки.

Озонатор (пат. 5145350 США, B01J 19/08, опубл. 08.09.1992) имеет активную зону, образованную тремя трубками, вставленными одна в другую. Причем внутренний электрод выполнен в виде алюминиевой трубки с наружным диаметром 8,453 см. Разделительная изолирующая трубка - из тугоплавкого стекла с внутренним диаметром 8,51 см и наружным — 8,89 см. Наружный электрод выполнен в виде алюминиевой трубки с внутренним диаметром 8,946 см. Несоосность наружной и внутренней поверхностей каждой из трубок не более 0,025 мм. Взаимное расположение трубок (зазор между ними) фиксируется кольцами, размещенными в каналах на соответствующих поверхностях трубок, ближе к их торцам. Озон образуется в двух зонах, в зазорах между трубками, ограниченными фиксирующими кольцами. Зоны соединены между собой гибкой соединительной трубкой. Длина рабочей зоны 224 см, в зависимости от мощности прибора. Система управления озонатором содержит: силовой блок питаемый от сети напряжением 110 В и частотой f = 60 Гц; силовой блок с питанием от источника постоянного тока — U = 140 В; высокочастотный блок; высоковольтный трансформатор. Рабочая частота f = 1,1 кГц; рабочая температура — t = 38C (при окружающей температуре t = 19C).

Озонатор (пат. 680510 Швейцарии, C01B 13/11, опубл. 15.09.1992) содержит металлическую трубку 1 (рис. 25), являющуюся заземленным электродом.



Высоковольтный электрод образован полыми металлическими цилиндрами 2, наружная поверхность которых покрыта слоем эмали 3 толщиной 100 мкм. Кольцевой промежуток фиксируется вставками 5.

Озонатор (пат. 2056343 России, С01В 13/11, опубл. 16.11.1992) содержит коаксиально расположенные цилиндрические электроды с рубашками охлаждения между соосными трубами их корпусов и диэлектрическим покрытием на внутреннем электроде, центрирующие изоляторы с узлами крепления электродов и элементами герметизации разрядной полости, образованной в зазоре между цилиндрическими поверхностями электродов. Причем наружный электрод выполнен из нескольких секций, закрепленных через центрирующие изоляторы с узлами уплотнения на покрытой диэлектриком цилиндрической поверхности внутреннего электрода. При этом соосные трубы рубашек охлаждения секций соединены винтовыми ребрами.

Трубчатый озонатор (пат. 5169606 США, B01J 19/08, опубл. 8.12.1992, фирма American Ozone System) выполнен так, что его сплошной внутренний электрод из нержавеющей стали установлен вдоль его оси, а концентрично с ним расположены с зазором диэлектрическая вставка в виде трубы (из боросиликатного стекла) и наружный заземленный трубчатый электрод из нержавеющей стали. Блок электродов размещается в оребренном корпусе из алюминия. Через зазор между электродом и корпусом прокачивается охлаждающая вода. Воздух или О2 поступает через осевой штуцер и распределительные каналы в кольцевой зазор между внутренним электродом и диэлектрической вставкой, а затем возвращается обратно через второй кольцевой зазор между диэлектрической вставкой и наружным электродом в выходной штуцер. Это позволяет улучшить охлаждение внутреннего электрода и диэлектрической вставки и повысить выход О3 на 50 %, за счет двукратного прохождения смеси через зоны коронного разряда. Возможна подача О2 вначале в полый внутренний электрод, для лучшего его охлаждения, а затем в кольцевые зазоры. К электродам подводится переменное напряжение величиной U = 715 кВ с частотой f = 5060 Гц. Используется трансформатор с большим магнитным рассеиванием. При длине электродов — 705 мм, генерируется до 5,9 г О3 в час.

Озонатор (заявка 92015858/26 России, С01В 13/11, опубл. 30.12.1992), для повышения своей удельной мощности, содержит два электрода, разделенные диэлектриком и подключенные к высоковольтному источнику переменного тока, причем один из электродов выполнен в виде трубы, а другой - размещен в трубе по спирали.

Высокочастотный озонатор (пат. 2056340 России, С01В 13/11, опубл. 09.02.1993), содержащий цилиндрический корпус с рубашкой для охлаждающей жидкости, коасиально размещенный в нем высоковольтный электрод, присоединенный к корпусу при помощи изолятора и расположенную по оси трубку, для ввода охлаждающей жидкости в полость высоковольтного электрода, дополнительно снабжен подпружинивающими элементами, установленными в местах соединения высоковольтного электрода с корпусом и трубкой.

Устройство для очистки, ионизации и озонирования воздуха (заявка 93008236/26, России, С01В 13/11, опубл. 11.02.1993) содержит корпус с установленными в нем ионизирующими и озонирующими электродами, к которым подключены источники высокого напряжения, причем корпус разделен перегородкой на две части, в одной - устройство управления и источники высокого напряжения, и в другой - последовательно по ходу движения потока воздуха расположены ионизирующие электроды, вентилятор, озонирующие электроды и механический фильтр, причем ионизирующие электроды выполнены в виде решетки с иглами, а озонирующие - в виде изолированных электропроводных трубок (сеток), разделенных диэлектриком.

Трубчатый озонатор (заявка 93012892/26 России, C01B 13/11, опубл. 10.03.1993) в котором воздух из камеры входа поступает в газоразрядные элементы, установленные в трубчатых решетках, a озон, образующийся в зоне активного разряда, поступает в расположенную над ней зону стабилизации и охлаждения озона, содержащую встроенный в каждый газоразрядный элемент рассекатель газового потока, выполненный из диэлектрического материала и имеющий турбулизирующую поверхность, что позволяет снижать потери озона от самопроизвольного термического разложения.

Устройство для озонирования воздуха (заявка 93021492 России, С0В 13/11, опубл.23.04.1993), для снижения энергетических затрат, уменьшения габаритов и снижения гидравлического сопротивления, содержит в воздуховоде озонирующую камеру с электродами, подключенными к источнику высокого напряжения, электроды выполнены стержневыми, расположенными параллельно один другому и установлены в пазах сотовых ячеек, выполненных в основаниях озонирующей камеры из диэлектрического материала, причем электроды, расположенные в центре ячеек, подключены к положительной полярности, а остальные - к отрицательной полярности источника высокого напряжения. Для повышения надежности устройства, центральные электроды снабжены изоляторами, прикрепленными к основаниям озонирующей камеры, а в качестве источника высокого напряжения используют импульсный источник питания с частотой следования импульсов f = 1100 кГц.

В генераторе озона (заявка 93025517/26 России, С01В 13/11, опубл. 27.04.1993), содержащем корпус, в котором размещены коаксиально ему с зазором один относительно другого, внутренний электрод и диэлектрическая вставка, функцию внешнего электрода и холодильника для охлаждения вставки выполняет вода, перемещаемая в полости корпуса, а корпус закрыт с двух сторон через втулки диэлектрическими крышками с подающими и отводящими отверстиями, снабженными заглушками и штуцерами, причем зона выхода озона уплотнена герметическими озоностойкими уплотнениями.

Устройство для очистки воздуха (заявка 93030765/26 России, С01В 13/11, опубл.10.06.1993) содержит корпус с размещенными в нем при помощи несущего устройства трубчатыми элементами, имеющими внутренние и внешние электроды, разделенные диэлектриком и подключенные к источнику высокого напряжения, трубчатые элементы выполнены из токопроводящего материала и покрыты слоем диэлектрика с высокой диэлектрической проницаемостью (например, керамикой с  = 100), а внешние электроды - в виде пластин, размещенных перпендикулярно к оси трубчатых элементов, с отверстиями, расположенными в шахматном порядке, через которые пропущены трубчатые элементы.

Устройство для обработки газов барьерным электрическим разрядом трубчатого типа (заявка 2692730 Франции, H01T 9/00, C01B 13/11, опубл. 24.12.1993) состоит из керамической трубки 1 (рис. 26) длиной 0,51 м, на внутренней поверхности которой нанесен металлический слой 2.



Второй электрод 3 размещен на внутренней поверхности металлического корпуса 4. Электроды подключены к ВЧ-источнику питания 5 (частотой f = 1560 кГц и мощностью N = 10 кВт). Ширина межэлектродного зазора 52,5 мм. Газ поступает из баллона 6 в камеру выравнивания давления 7 и через щелевой зазор 8 проходит в межэлектродный промежуток 9, и далее в выходную щель 10 к потребителю. Корпус 4 охлаждается водой проходящей по каналам 11. Внутренняя полость 12 трубы 1 охлаждается хладагентом.

В озонаторе (пат. 5268151 США, B01J 19/12, опубл. 7.12.1993), содержащем трубку 1 (рис. 27), выполненную из нержавеющей стали и являющуюся заземленным электродом, через отверстие 2 в ней поступает кислород (и отводится озон) в зазор (из зазора) между трубкой 1 и охватывающей её стеклянной трубкой 3.

При этом перегородки 4 препятствуют прохождению газа через трубку 1. На внешней поверхности трубки 3 нанесен слой графита 5, образованный путем испарения графитовой суспензии и являющийся высоковольтным электродом. Положение 1 относительно 3 фиксируется втулками 6, которые, а также корпус 7 и крышки 8, выполнены из поливинилхлорида.

Модуль озонатора (пат. 5306471 США, B01J 19/12, опубл. 26.04.1994) состоит из концентрически расположенных трубок, выполненных из нержавеющей стали, и стеклянных трубок, относительное положение которых фиксируется концевыми муфтами из акриловой смолы. Охлаждение производится водой протекающей через рубашку. Параметры процесса озонирования: напряжение U = 1215 кВ; частота тока f до 3 кГц; давление воздуха или O2 – P  0,7 МПа. Например, при U = 12 кВ, f = 60 Гц, длине разрядного промежутка 125 мм и расходе воздуха — G = 1 л/мин, достигаются следующие результаты: концентрация О3 в озон-воздушной смеси — 2,5 об. %; производительность — 77 г/сутки О3; расход энергии — 4 кВтч/кгO3.

Устройство для получения озона (пат. 163881 Польши, C01B 13/11, опубл. 31.05.1994) включает трубку 1 (рис. 28), по которой воздух поступает в спиральный канал, образованный металлическим трубчатым электродом 2 и вытеснителем объема 3.



Далее воздух проходит по каналу 4 и попадает в разрядный промежуток 5, ограниченный стеклянной трубкой 6, охлаждаемой водой, заполняющей кожух 7. Газ, содержащий озон, выводиться по трубке 8.

Малогабаритный озонатор (пат. 2063928 России, С01В 13/11, опубл. 20.05.1994) содержит цилиндрические, коаксиально расположенные и подключенные к источнику питания наружный и внутренний электроды, установленную между ними стеклянную трубку, закрытую с одного конца и контактирующую с поверхностью внутреннего электрода. Причем наружный электрод выполнен в виде корпуса из токопроводящего материала, торцы которого закрыты фланцами, и снабжен патрубками для подачи рабочего газа (воздуха или кислорода) и вывода озоносодержащей смеси, а внутренний электрод снабжен центрирующими втулками, закрепленными фланцами. Внутренний электрод выполнен из листовой латуни с покрытием из никеля или хрома и плотно прилегает к внутренней поверхности стеклянной трубки, причем зазор между корпусом и стеклянной трубкой равен 11,3 мм. Источник питания выполнен в виде источника высокочастотного импульсного напряжения, содержащего последовательно соединенный трансформатор, выпрямитель, генератор импульсов, электронный ключ, а также источник высокого напряжения с развязывающим диодом, выходы которого подключены к внешнему и внутреннему электродам.

Устройство для получения озона (заявка 4244455 ФРГ, С01В 13/11, Н05Н 1/46, Н05Н 1/02, опубл. 01.09.1994) отличается применением трубчатых электродов с диэлектриком в виде керамических трубок.

Установка для получения озона (заявка 2703039 Франции, С01В 33/11, A61L 2/20, опубл. 30.09.1994) содержит компрессор, фильтр для осушки воздуха, генератор озона, в виде камеры охлаждаемой воздухом с составными электродами, изготовленными из алюминия или стекла, керамики или пластиков, покрытых тонким слоем алюминия и заключенных в цилиндрический корпус из диэлектрика. Рабочая частота тока изменяется в диапазоне 50 Гц  10 кГц.

В электроразрядном плазмохимическом проточном реакторе для обработки газов, вредных веществ и для получения озона (заявка 4317964 ФРГ, Н05Н 1/46, фирма Сименс, опубл. 01.12.1994) используется барьерный разряд в межэлектродном промежутке, причем с равномерным или ступенчатым увеличением воздушного зазора в промежутке. Основная модификация (всего 8) реактора представляет собой керамическую или стеклянную трубку, на наружной поверхности которой располагаются 34 электрода в виде плоских колец, установленных с зазором, а вдоль ее оси проходит стержневой электрод со ступенчато уменьшающимся диаметром (34 участка), покрытый слоем изоляции. По краям кольцевых электродов установлены шайбы с круглым поперечным сечением, служащие для создания более однородного электрического поля. На электроды подается высокое напряжение частотой от 50 Гц до нескольких сотен килогерц. В других модификациях используются электроды разной конфигурации. Ступенчатое или плавное снижение давления обрабатываемого газа в реакторе (за счет воздушного зазора) способствует снижению энергии электронов по длине реактора.

Газоразрядный элемент трубчатого озонатора (пат. 2035393 России, С01В 13/11, опубл. 20.05.1995) состоит из стеклянной трубы 1 (рис. 29), внешних электродов 2 и 3, которые подсоединены к ВЧ источнику, металлического электрода 4 с игольчатой внешней поверхностью и вытеснителя 5 из стекла, который направляет газовый поток в разрядный промежуток 6.

При работе на иглах возникает разряд с параметрами: мощность Р = 400 Вт, частота f = 10 кГц, напряжение U = 8 кВ, производительность 80 г/ч О3.

Генератор озона (пат. 1337061 Канады, С01В 13/11, опубл. 19.09.1995) предназначен, например, для удаления запахов в закрытых помещениях и состоит из ряда горизонтальных параллельных стеклянных трубок (рис. 30), один конец которых открыт, а другой запаян.

Через открытый конец в каждую трубку входит стержень из нержавеющей стали, являющийся высоковольтным электродом и подключенный к источнику 2. Вентилятор 3 подает воздух внутрь кожуха 4, где он омывает в поперечном направлении трубки, с образованием озона, выводимого из кожуха.

Электродная система озонатора (заявка 96103017/25 России, С01В 13/11, опубл. 19.02.1996) включает цилиндр из диэлектрического материала, торцы которого заглушены и имеют патрубки подачи и отвода газовой смеси, причем на внешней поверхности цилиндра расположен первый электрод, а второй электрод в виде спирали расположен внутри цилиндра по его длине. Система изготовлена так, что первый электрод выполнен в виде спирали, а на поверхности второго электрода выполнены выступы и/или выемки и, по крайней мере, часть витков спирали расположена в контакте с внутренней поверхностью цилиндра из диэлектрического материала. В вариантах выполнения системы выступы выполнены в виде игл, а поверхность первого электрода изолирована от внешней среды.

1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   14


База даних захищена авторським правом ©mediku.com.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка